شرکت آی‌بی‌ام نتیجه جدید و هیجان‌انگیز تحقیقات خود را اعلام کرده است و نتایج حاصل، از محققینی پشتیبانی می‌کند که معتقدند دستگاه‌های کوانتومی مقیاس متوسط (NISQ) می‌توانند نتایج تجاری مفیدی ارائه دهند. این خبر جامعه محاسبات کوانتومی را هیجان زده خواهد کرد. همچنین برای برخی شرکت ها خبر خوبی نیست.
IBM از پردازنده Eagle R3 خود برای نشان دادن اجرای موثر مدار 127کیوبیتی تا عمق 60 گیت (ظرفیت کوانتومی 127*60)استفاده کرده است. نتایج منتشر شده در Nature نشان می دهد که چگونه کامپیوتر کوانتومی از بهترین جایگزین های کلاسیک موجود در حال حاضر عملکرد بهتری دارد . علاوه بر این، این Task را در یک نوع مسئله انجام می دهد (تکامل زمانی یک مدل Ising میدان عرضی دوبعدی) که بسیاری از دانشمندان را به عنوان اشاره‌ای به کاربردهای علم مواد در آینده تحت تأثیر قرار می‌دهد. نکته جالب اینجاست که IBM ادعا نمی کند که این برتری کوانتومی یا مزیت کوانتومی است که قبلاً مورد بحث قرار گرفت. با این حال در مورد پیشرفت‌های احتمالی آینده در الگوریتم‌های مرسوم یا تعریف مزیت کوانتومی نمایی، صحبت کرده اند تا یک قابلیت عملی چشمگیر را در یک مسئله مربوط به کاربردهای دنیای واقعی نشان دهد.
نتایج فعلی نشان‌دهنده پیشرفتی است که نشان می‌دهد در مسیر رسیدن به چالش پیاده سازی مدار های با ابعاد 100×100 است. که قرار است تا پایان سال 2024، توانایی محاسبه مداوم مقادیر مورد انتظار از یک مدار با 100 کیوبیت و عمق 100 گیت باشد. IBM در حال حاضر در مرحله 127×60 است و Eagle R3 هنوز حتی از افزایش فیدلیتی گیت 2Q که انتظار داریم در معماری کوپلر قابل تنظیم (Tunable Coupler) (که در پردازنده در Falcon R10/Egret معرفی شد) شاهد آن باشیم، بهره نبرده است. اما انتظار داریم در پردازنده های Heron از آن بهره ببریم .
شاید توسعه دهندگان الگوریتم باید دوباره مسیرشان را تنظیم کنند
مسیر جدید IBM به سمت برنامه های کاربردی مفید عصر NISQ ممکن است برنامه توسعه دهندگان الگوریتم را نیز مختل کند. چالش پیاده سازی مدار های 100×100 فقط مربوط به بهبود فیدلیتی سخت افزار نیست. بلکه نیاز به سرکوب خطای بسیار پیشرفته دارد. همچنین از کاهش خطاهای تهاجمی (Aggresive Error Mitigation) استفاده می کند. تکنیک هایی مانند برون یابی نویز صفر (Zero-Noise Extrapolation) و لغو خطای احتمالی (Probablistic Error Cancellation) به یک رژیم زمان اجرا بستگی دارد که به طور خودکار در تعداد بسیار بالایی از شات ها تکرار می شود (پنجره زمانی ساعت 24 ساعته نیاز است).
بدون شک آن دسته از رقبا که بر روی نقشه‌های راه بلندمدت خود برای سیستم های تحمل خطا متمرکز شده‌اند، تحت فشار این اعلامیه قرار خواهند گرفت. زیرا بسیاری از این دیدگاه ها که کاربردهای تجاری در عصر NISQ به طور فزاینده ای بعید بود، طرفداری کرده بودند. آی‌بی‌ام ثابت نکرده است که با NISًQ همه چیز محقق می‌شود، اما به‌طور قابل‌توجهی رقبا را در این جهت به عقب برده‌است.
لینک مقاله:
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06096-3
